(57)【要約】【課題】平面基板の加熱、冷却処理を短時間で効率良く行うことが可能な平面型表示装置の製造方法、および平面表示装置を提供する。【解決手段】  平面型表示装置に用いる平面基板１２の一方の表面上に加熱用のヒータ配線３０を設置する。このヒータ配線に電流を流してヒータ配線にジュール熱を発生させ平面基板を所定の温度に加熱する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面基板を備えた平面型表示装置の製造方法において、
前記平面基板の一方の表面上に加熱用のヒータ配線を設置し、
前記ヒータ配線に電流を流してヒータ配線にジュール熱を発生させ前記平面基板を所定の温度に加熱する平面型表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記ヒータ配線を印刷で前記平面基板上に形成する請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記ヒータ配線を物理的あるいは化学的な成膜で前記平面基板上にする請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記ヒータ配線を接着あるいは電磁気的な吸着により前記平面基板上に固定する請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記ヒータ配線を前記平面基板表面の場所により配線密度あるいは配線幅を変化させて設ける請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項６】
上記ヒータ配線を複数の系列に分けて設ける請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項７】
上記ヒータ配線を前記平面基板表面の周辺部のみに設ける請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記平面基板を加熱した後、前記ヒータ配線を除去する請求項１に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項９】
真空雰囲気中で、前記ヒータ配線により前記平面基板を加熱する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項１０】
隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された一対の平面基板を有した外囲器と、前記少なくとも一方の平面基板の外面に設置されたヒータ配線と、を備えた平面型表示装置。
【請求項１１】
前記ヒータ配線は、前記平面基板表面の場所により配線密度あるいは配線幅が異なる請求項１０に記載の平面型表示装置。
【請求項１２】
上記ヒータ配線は、複数の系列に分けて設けられている請求項１０に記載の平面型表示装置。
【請求項１３】
上記ヒータ配線は前記平面基板表面の周辺部のみに設けられている請求項１０に記載の平面型表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面基板を加熱する製造工程を含む平面型表示装置の製造方法、およびこの製造方法により形成された平面型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の画像表示装置として様々な平面型の画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などがある。
【０００３】
このようなＳＥＤでは、表示装置の厚さを数ｍｍ程度にまで薄くすることができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されているＣＲＴと比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。例えば、ＳＥＤは、１ないし２ｍｍの間隔をおいて対向配置された第１基板および第２基板を備え、これらの基板は矩形状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第１基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体を励起する電子放出源として、多数の電子放出素子が配列されている。第１基板および第２基板間に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、複数のスペーサが配置されている。（特許文献１）。
【０００４】
第２基板側の電位はほぼアース電位であり、蛍光面にはアノード電圧が印加される。第２基板と第１基板の間に印加した強電界により電子放出素子から放出された電子ビームを蛍光体スクリーンに加速衝突させて発光させることにより画像を表示している。
【０００５】
前記ＳＥＤにおいて、真空の外囲器を製造するために様々な製造方法が検討されている。例えば、真空装置内において、第１および第２基板を十分に離した状態で両基板をべーキングしながら真空装置全体を高真空になるまで排気する。所定の温度および真空度に到達した際、側壁を介して第１基板と第２基板とを接合する方法が挙げられる。この方法では、接合材として比較的低温で封着が可能な低融点金属が用いられる。
【特許文献１】特開２００２−３１９３４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような製造工程において、平面基板の加熱、冷却は真空処理装置内に備え付けられたヒータを用いて行われる。加熱時のヒータ熱量は輻射により伝熱されるため、基板に伝わると同時に多くは装置や冷却板に伝わる。そのため、加熱、冷却時間が長くなるとともに、電力消費が大きくなる。  
また、ＰＤＰにおいても、放電ガス純度を高めるため、封着したパネル内部を排気管で排気するとともに平面基板を加熱してガスを追い出す工程があり、同様の問題を抱えている。
【０００７】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、平面基板の加熱、冷却処理を短時間で効率良く行うことが可能な平面型表示装置の製造方法、および平面表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、この発明の態様に係る平面型表示装置の製造方法は、平面基板の一方の表面上に加熱用のヒータ配線を設置し、前記ヒータ配線に電流を流してヒータ配線にジュール熱を発生させ前記平面基板を所定の温度に加熱する。  
また、この発明の他の態様に係る平面型表示装置は、隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された一対の平面基板を有した外囲器と、前記少なくとも一方の平面基板の外面に設置されたヒータ配線と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、平面基板の加熱、冷却処理を短時間で効率良く行うことが可能な平面型表示装置の製造方法、および平面表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照しながら、この発明を、平面型表示装置としてＳＥＤに適用した第１の実施形態について詳細に説明する。  
図１および図２に示すように、ＳＥＤは、平面基板として、それぞれ矩形状のガラス板からなる第１基板１１および第２基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。第１基板１１および第２基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な真空外囲器１０を構成している。
【００１１】
接合部材として機能する側壁１３は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２３により、第１基板１１の周縁部および第２基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
【００１２】
真空外囲器１０の内部には、第１基板１１および第２基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、例えば、ガラスからなる複数の板状の支持部材１４が設けられている。これらの支持部材１４は、真空外囲器１０の長辺と平行な方向に延在しているとともに、短辺と平行な方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、支持部材１４の形状については特にこれに限定されるものではなく、柱状の支持部材を用いてもよい。
【００１３】
第１基板１１の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン１５が形成されている。蛍光体スクリーン１５は、赤、青、緑に発光する蛍光体層１６、および遮光層１７を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状、ドット状あるいは矩形状に形成されている。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム等からなるメタルバック２０およびゲッタ膜２２が順に形成されている。
【００１４】
第２基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６を励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。第２基板１２の内面上には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引出されている。
【００１５】
第２基板１２の外面にはヒータ配線３０が設けられている。ここで第２基板の外面とは、画像表示に使用されない面、つまり、画像表示素子１８の設けられていない面を示している。通常のＳＥＤでは、２枚の平面基板を重ね合わせているが、この２枚の平面基板の外側にあたる面には画像表示素子や駆動配線が無いのが一般的であり、ここではこれを外面と呼んでいる。
【００１６】
ヒータ配線３０は第２基板１２の外面全域に渡り略均一に設置されている。ヒータ配線３０は、印刷で形成した銅配線パターンにより構成され、ピッチ２mm、幅１mm、厚さ２０μｍの均一ジグザグパターンである。ヒータ配線３０の両端は、第２基板１２表面の角部に位置し、端子３１ａ、３１ｂを形成している。これらの端子３１ａ、３１ｂを介して、ヒータ配線３０に電流を流すことによりジュール熱を発生する。ヒータ配線３０に流す電流を制御することで、第２基板１２を所望の温度に加熱することができる。
【００１７】
上記のように構成されたＳＥＤは、支持基板２４および第１基板１１のメタルバック２０に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、メタルバック２０に１０ｋＶの電圧を印加する。ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック２０にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００１８】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。  
まず、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック２０が設けられた第１基板１１と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１３が接合された第２基板１２と、を用意する。続いて、第１基板１１および第２基板１２の少なくとも一方の外面にヒータ配線を設置する。ここでは、第１基板１１の外面および第２基板１２の外面の全域に渡りそれぞれヒータ配線３０を形成する。このヒータ配線３０は、例えば印刷により形成する。
【００１９】
次いで、ヒータ配線３０の設けられた第１および第２基板を真空雰囲気中で熱処理する。例えば、基板を加熱してベーキングし、吸着ガスを放出させる。図４に示すように、基板を加熱冷却する真空処理装置は、真空チャンバを構成した真空処理槽４０を備えている。真空処理槽４０には、内部を真空排気する排気ポンプ４１が接続されている。また、真空処理槽４０内には、一対の冷却板４２ａ、４２ｂが隙間を置いて対向配置されているとともに、ヒータ配線に通電するための電極４４ａ、４４ｂが設けられている。電極４４ａ、４４ｂは、真空処理槽４０の外部に設けられた電源４６に接続されている。なお、基板の外面に設けられたヒータ配線３０が加熱ヒータの役割を担うため、基本的に真空処理装置にヒータを設ける必要はない。
【００２０】
排気ポンプ４１により真空処理槽４０内を所望の真空度まで真空排気する。続いて、真空処理槽４０に第２基板１２を搬入し、冷却板４２ａ、４２ｂ間に配置する。また、電極４４ａ、４４ｂを第２基板１２の外面に設けられたヒータ配線３０の端子３１ａ、３１ｂにそれぞれ接触させる。
【００２１】
この状態で、電源４６から電極４４ａ、４４ｂを介してヒータ配線３０に通電し、ヒータ配線からジュール熱を発生される。発生したジュール熱は、主に伝熱により大部分の熱量が第２基板１２に伝熱され、その結果、第２基板が加熱される。ヒータ配線３０への通電量を調整することにより、第２基板１２を所望の温度、例えば、３００℃に加熱してベーキングし、脱ガス処理を行う。このような熱処理が終了した後、冷却板４２ａ、４２ｂにより、第２基板１２を所望の温度まで冷却する。
【００２２】
上記と同様の工程により、第１基板１１を真空雰囲気中で加熱してベーキングした後、冷却する。  
続いて、真空雰囲気中で、第２基板１２のメタルバック２０に重ねてゲッタ膜を形成し、大気に晒すことなく、第１および第２基板１１、１２を真空雰囲気中で互いに封着し、真空外囲器を形成する。  
なお、第１基板１１の外面に形成されたヒータ配線３０は画像表示の支障となるため、ヒータ配線が必要な製造工程を終えた後、エッチング等により基板表面から除去する。
【００２３】
以上のように構成されたＳＥＤの製造方法およびＳＥＤによれば、基板の加熱時、この基板外面に設けたヒータ配線３０が発熱し、主に接触熱伝導により基板に熱量が伝熱される。そのため、極めて短時間に効率よく基板を加熱することができる。冷却においても、ヒータ配線３０の熱容量が微小であるため、ヒータ配線への通電を停止すると、冷却板４２ａ、４２ｂによる輻射により極めて短時間で基板を冷却することができる。温度制御面においては、ヒータ配線３０に流す電流量を制御することにより、容易に基板の加熱温度を調整することができるとともに、基板を所望の温度を維持することもできる。
【００２４】
以上のことから、基板の加熱、冷却処理を短時間で効率良く行うことができ、同時に、消費エネルギの低減を図ることが可能となる。更に、真空処理装置においては、基板加熱用のヒータを省略することができ、構造の簡略化、コストの低減を図ることができる。
【００２５】
なお、第１の実施形態において、ヒータ配線３０を印刷により形成したが、これに限らず、物理的あるいは化学的な成膜方法、例えば、蒸着やスパッタリングなど既存の他の方法を用いて基板上にヒータ配線を形成してもよい。また、ヒータ配線３０を接着あるいは電磁気的な吸着により基板外面上に固定する構成としてもよい。
【００２６】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図５に示す第２の実施形態によれば、ヒータ配線３０の設置密度を基板外面の領域に応じて変化させている。ここでは、ＳＥＤの第２基板１２を例にとって説明する。ヒータ配線３０は、第２基板１２の外面において、長手方向の中間領域よりも長手方向の両端側領域で密に設けられている。この場合、基板加熱時の基板温度分布を領域に応じて任意に設定することができる。なお、ヒータ配線３０の設置密度を変化させる代りに、ヒータ配線の配線幅を基板表面の領域ごとに変える構成としてもよい。
【００２７】
図６に示す第３の実施形態によれば、ヒータ配線３０は複数の系統に分けて設けられている。すなわち、ヒータ配線３０は、第２基板１２の外面中央領域に設けられた第１系統３０ａ、第２基板１２外面の幅方向両端部領域に設けられた第２系統３０ｂ、および基板外面の長手方向両端部領域にそれぞれ設けられた一対の第３系統３０ｃを有している。第１、第２、第３系統３０ａ、３０ｂ、３０ｃのヒータ配線３０は、それぞれ基板１２の１つの側縁部に設けられた端子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを有している。  
このようなヒータ配線３０を用いることにより、系統毎に温度制御を行うことができ、基板を各系統に対応した領域毎に温度制御することができる。
【００２８】
図７に示す第４の実施形態によれば、ヒータ配線３０は第２基板１２外面の周辺部のみに設けられている。この場合、基板の加熱処理は、ヒータ配線３０に加えて、真空処理槽内に設けられたヒータを併用して行う。これにより、従来の加熱方式で補えなかった基板周辺部の温度分布の制御性を補強することが可能となる。
【００２９】
図８に示す第５の実施形態によれば、ヒータ配線３０は、第２基板１２の一辺と平行な方向に沿って延びた多数本の金属ワイヤで構成されている。これらの金属ワイヤは無機接着剤５４により第２基板１２の外面上に固定されている。ヒータ配線３０は、第２基板１２外面の長辺側周縁部の領域にそれぞれ設けられた一対の第１系統３０ａと、これら第１系統の間に位置した第２系統３０ｂとに分けられている。各第１系統３０ａのヒータ配線３０の一端同士は端子５０ａにより互いに連結され、他端同士は端子５０ｂにより互いに連結されている。第２系統３０ｂのヒータ配線３０の一端同士は端子５０ａにより互いに連結され、他端同士は端子５０ｂにより互いに連結されている。  
上記構成によれば、ヒータ配線３０を安価に形成することができる。
【００３０】
なお、第２ないし第５の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部部には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第２ないし第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３２】
上述した実施形態では、第１基板および第２基板の両方にヒータ配線を設置し、これらのヒータ配線を用いて両基板の加熱処理を行う構成としたが、いずれか一方の基板のみをヒータ配線により加熱処理する構成としてもよい。また、この発明は、上述したＳＥＤに限らず、電子源として電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた平面型表示装置、あるいは、ＰＤＰ等の他の平面型表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿って破断した前記ＳＥＤの斜視図。
【図３】前記ＳＥＤの第２基板外面を示す平面図。
【図４】前記ＳＥＤの基板の加熱処理を行う真空処理装置を示す断面図。
【図５】この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤの第２基板外面を示す平面図。
【図６】この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤの第２基板外面を示す平面図。
【図７】この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤの第２基板外面を示す平面図。
【図８】この発明の第５の実施形態に係るＳＥＤの第２基板外面を示す平面図。
【符号の説明】
【００３４】
１０…真空外囲器、  １１…第１基板、    １２…第２基板、  １３…側壁、
１５…蛍光体スクリーン、  １８…電子放出素子、  ３０…ヒータ配線、
３０ａ…第１系統、  ３０ｂ…第２系統、  ３０ｃ…第３系統、
４０…真空処理槽、  ４４ａ、４４ｂ…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005353314.tif 000008
【図７】
2005353314.tif 000009
【図８】
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